Un experimento que publica a revista Physical Review Letters, e liderado polo investigador do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) Manuel Caamaño Fresco supón a primeira medición completa e directa dos rendementos dos fragmentos de fisión isotópicos do uranio-239. O fito acadouse ao aproveitar unha campaña experimental que se estaba desenvolvendo en GANIL (Gran Acelerador Nacional de Ións Pesados), en Francia, onde traballa actualmente o egresado da USC Diego Ramos Doval, primeiro autor deste artigo, para desenvolver unha técnica nova que fixo posible a medición.
A fisión do uranio-239
Tal e como explican desde o IGFAE, oitenta anos despois de iniciarse investigacións ao redor da fisión nuclear, o seu estudo segue sendo relevante por descoñecer con exactitude o seu funcionamento e pola súa importancia para aplicacións en enerxía e industria. Un exemplo paradigmático dos procesos de fisión nuclear é o do uranio-239, un isótopo con 92 protóns e 147 neutróns que é posible fisionar ao “bombardear” un isótopo de uranio 238 con neutróns.
Cando un uranio 238 absorbe un neutrón, convértese nun núcleo de uranio 239 “quente”, con suficiente enerxía para fisionar. Ao dividirse en dous, os produtos desta reacción poden ser de centos de posibilidades diferentes, con probabilidades máis ou menos coñecidas. En experimentos anteriores mediuse a masa dos fragmentos emitidos, pero as limitacións nos sistemas de detección non permitían saber que elementos estaban a producirse e en que proporción. Neste punto, non había máis opción que confiar en modelos teóricos.
Con todo, en 2017 produciuse unha sorpresa dobre: un novo experimento foi capaz de medir indirectamente a proporción de elementos producidos na fisión de 239U e, ademais, os resultados mostraban unha enorme diferenza con respecto á teoría. En poucas palabras, críase que a estrutura do estaño 132 (132Sn) xogaba un papel importante na produción dos fragmentos, pero os novos datos non o corroboraban en absoluto e sementaban dúbidas ao basearse nunha detección indirecta.
E ao estudar unha reacción equivalente e comparar todos os observables posibles coa medida anterior, os resultados foron claros: a produción non mostra ningunha diferenza da esperada no efecto do 132Sn, en contra do referido no experimento anterior.
Os modelos teóricos, de momento, seguen no certo. De todos os xeitos, este experimento liderado por Manuel Caamaño non só estaba dedicado a comprobar esa anomalía. Agora, os datos están a ser analizados en Santiago por Daniel Fernández e Giorgia Mantovani, doutorando do IGFAE, e en Francia por Diego Ramos. No futuro, espérase que boten máis luz sobre o proceso de fisión a través de medidas directas para un número amplo de diferentes isótopos, aproveitando o dispositivo experimental único no mundo utilizado en GANIL.
Referencias:
- First Direct Measurement of Isotopic Fission-Fragment Yields of 239U (Publicado en Physical Review Letters, 123).
-
Anomalies in the Charge Yields of Fission Fragments from the 238U(n,f) Reaction (Publicado en Physical Review Letters, 118).
